沿海机场交通枢纽深基坑降排水施工技术

李聪聪，唐明成，汤亮，杨高勇，王景涛，徐红桥

（中国建筑第二工程局有限公司，广东 珠海 519000）

1 工程概况

珠海机场综合交通枢纽项目一期工程（一标段）位于广东省珠海市金湾区，项目南侧紧邻T1、T2航站楼，北侧为拟建城轨机场站和金海东路；占地面积为7.57万m2，总建筑面积约16.18万m2，基坑深度约为9.5～10.8 m，基坑周长约1 700 m，坑中坑最大深度为15.2 m。基坑安全等级为一级（局部区域为二级），主要支护形式灌注桩+内支撑、灌注桩+锚索、大放坡等。

基坑地质条件中等复杂，存在淤泥层等软弱地质。地下水资源丰富（场地内稳定水面埋藏深度介于0.83～2.20 m；初见水位埋深介于0.95～2.40 m，该场地地下水稳定水位变化幅度为1.00～2.00 m。珠海市地处珠江口西岸雨量充沛，平均年降雨日130～150 d，金湾区多年平均降雨量为2 065 mm，每年4～9月为雨季，降雨量占全年的85%。

基坑西侧为三期地块，现作为T1交通枢纽用地且该地块存在现有高架桥下匝道；基坑东侧为二期地块，现为工人生活区；基坑南侧地下室边线紧贴T2航站楼、已有T1航站楼及国际楼；基坑北侧为交通疏解施工便道（道路下方为市政雨水箱涵）和建设中城铁站台及市政路。

2 降排水设计方案

2.1 降排水总体方案

结合场地特点、市政雨水箱涵位置及基坑支护形式，确定排水系统分为潜水泵压力抽排和重力流自然集水，坑内排水沟采用重力流自然集水至集水井，排水方向为由北至南，通过潜水泵压力抽排至基坑顶排水沟或三级沉砂池，经沉淀后排入市政雨水井。场地市政雨水箱涵位于项目北侧交通枢纽施工便道下，结合场地排水需求，制订降排水方案。

2.2 降排水布置原则

1）分别在基坑顶东、西、北3侧设置0.5 m×0.5 m排水沟，并设置3处8 m×2 m×2 m三级沉沙池（含两个2 m×2 m×2 m清水池），排水沟按坡度2%找坡；排水沟及三级沉淀池采用砌筑而成，内侧抹灰15 mm厚，底部浇筑10 cm厚C15混凝土垫层。

2）大基坑及坑中坑底部分别设置环形0.5 m×0.5 m排水沟，每隔30～40 m设置1 m×1 m×1 m集水井，排水沟按坡度2%找坡。

3）土方开挖过程中，设置0.5 m（底部）×1 m临时排水沟，排水沟由南至北按坡度2%找坡，沿排水沟于北侧基坑底部设置2 m（底部）×1.5 m临时集水井，两侧采用1∶1放坡开挖；经潜水泵抽排至坑顶排水沟流入三级沉砂池沉淀后，排入市政雨水井，如图1所示。

图1 降排水平面布置图

4）地下室结构采用跳仓法施工，在先施工区块边缘四周砌筑200 mm×200 mm挡水坎，在适当位置预留雨水口下接PVC雨水管，雨水管底部接入底板正式集水井，通过抽排至坑顶排水沟或三级沉砂池，经沉淀后排至市政雨水井。

5）场内排水沟、三级沉砂池、集水井长期排水易产生泥沙、杂物，需及时清理，需设置专人负责降排水设施、维护，保障降排水设施正常运行。

6）雨水及地下水排放市政雨水井前需经三级沉砂池沉淀，满足市政排放标准。

3 降排水计算

3.1 降雨量计算

式中，L总为降雨总量，L；QS为雨水设计流量，L/s；t为设计降雨历时，s。

3.2 雨水设计流量

根据GB 50014—2021《室外排水设计标准》[1]第4.1条设计流量中的4.1.7条“当汇水面积大于2 km2时，应考虑区域降雨和地面参透性能的时空分布不均匀性和管网汇流过程等因素，采用数学模型法确定雨水设计流量”。

式中，q为设计暴雨强度，L/（hm2·s）；ψ为综合径流系数；F为汇水面积，hm2。

3.2.1 综合径流系数计算

根据GB 50014—2021《室外排水设计标准》第4.1.8条综合径流系数应严格按规划确定的控制，并应符合下列规定，如表1所示。

表1 径流系数

根据场地及上述情况，场内土路面占比94%（78 725 m2），混凝土路面占比6%（约5 000 m2）。

式中，ψ1为土路面径流系数，取0.3；ψ2为混凝土路面径流系数，取0.90；W1为场内土路面权重，取0.94；W2为混凝土路面权重，取0.06。

经计算ψ为0.336。

3.2.2 汇水面积计算

基坑占地面积约7.57万m2，考虑放坡段情况及周边施工道路，汇水面积共计约8.3725万m2。

3.2.3 设计暴雨强度计算

1）设计暴雨强度计算要求

根据珠海市暴雨强度公式及计算图表，以重现期3 a、5 a、10 a相应的单一重现期暴雨强度公式制表[2]。

重现期为3 a时，单一重现期暴雨强度公式：

重现期为5 a时，单一重现期暴雨强度公式：

重现期为10 a时，单一重现期暴雨强度公式：

式（4）～式（6）中，t为降雨历时，min。

2）降雨历时计算

根据GB 50014—2021《室外排水设计标准》第4.1.11条雨水管渠的降雨历时应按照式（7）和式（8）计算：

式中，t1为地面集水时间，min，应根据汇水距离、地形坡度和地面种类通过计算确定，宜采用5～15 min；取t1=10 min；t2为管渠内雨水流行时间，min；L为基坑顶雨水明渠的长度，m，取L=214 m（考虑雨水明渠最远点到雨水口的距离）；V为基坑顶雨水明渠的流速，m/min，取V=153 m/min（根据GB 50014—2021《室外排水设计标准》第5.2.6条雨水明渠的最大设计流速规定，排水明渠采用浆砌块石或浆砌砖，最大设计流速3.0 m/s，当水流深度小于0.4时，宜按最大设计流速乘以0.85计算）。

3）设计重现期选取

根据GB 50014—2021《室外排水设计标准》第4.1条设计流量中的4.1.3条雨水管渠的设计流量应根据雨水管渠设计重现期确定。雨水管渠设计重现期应根据汇水地区、城镇类型、地形特点和气候特征等因素，经技术经济比较后按表2规定取值，并明确相应的设计降雨强度，且应符合下列规定。

表2 雨水管渠设计重现期a

根据表2规定，项目位于珠海市金湾区属于非中心城市，可考虑雨水管渠设计重现期p=3 a。

4）雨水设计流量计算，流量汇总如表3所示。

表3 雨水设计流量汇总

4 机械配备计算

根据GB 50015—2019《建筑给排水设计标准》第5.3.19条雨水集水池及排水泵设计应符合下列规定。

式中，Q功为排水泵排水能力，L/s，（排水泵的流量应按排入集水井的设计雨水量确定）；Q为设计雨水量，L/s；N为排水泵数量，个；取N=30个（集水池排水泵不应小于2台，不宜大于8台，紧急情况下可同时使用）。

故：排水泵的整体排水能力不小于1 305.53 L/s，考虑现场设计3个沉砂池，每个沉砂池含2个清水池，每个清水池配备5台功率18.5 kW、排水能力50 L/s，共计配备30台，总排水能力1 500 L/s，满足要求。

5 结语

综合以上分析，通过适当暴雨重现期的选取，通过降排水计算，经济合理布置场内排水沟、三级沉砂池、雨水管、潜水泵，确保基坑的降排水能力满足要求，保证了基坑的支护结构安全，为工程的施工提供安全、舒适、干燥的场地条件，确保项目施工进度如期完成，为其他类型项目提供优化基坑降排水方案的设计思路，为后续施工提供参考依据。